CN211799293U - 过滤插件和出水配件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于在具有饮用水过滤器的出水配件中使用的过滤插件，所述过滤插件具有全侧封闭的结构，该结构具有内腔和外表面，所述外表面的至少一部分构造为活性过滤表面，所述活性过滤表面供待过滤的水从外向内渗透，在所述过滤插件上设置有形成出口的管口，所述管口构造为向外指向的颈圈，并且能够从配件侧容纳在过滤器壳体的开口中，过滤后的水能够以不与所述过滤器壳体接触的方式从所述管口自由流出。

Description

过滤插件和出水配件

技术领域

本公开涉及一种用于在具有集成式饮用水过滤器的出水配件中使用的过滤插件，其中，该过滤插件具有全侧封闭的结构，该结构具有内腔和外表面，该外表面的至少一部分构造成活性过滤表面，该活性过滤表面供待过滤的水从外向内渗透，并且过滤插件具有出口，过滤后的水能够通过该出口从内腔中流出。

背景技术

在很多地区，来自公共供水或来自家庭自有供水的水质量不能满足卫生要求。在这种情况下可以使用饮用水过滤器，以便滤出包含在非饮用水中的杂质。为此目的已知能加装的过滤附件，该过滤附件能旋拧或套插到配件出水管的出口上并且包含相应的饮用水过滤器。这种能加装的过滤附件例如记载在专利文件EP798424A2、JP2002/310357、JP2002/331298A、 WO1999/037375A1或WO199/029391A1中。但这种能套装在配件的出水管上的附加过滤器较为笨重并且因此是不实用的，并且在正常使用所述配件时，例如在提取非饮用水用于冲洗或洗手时，这种附加过滤器会造成妨碍。

除此以外，还已知这样的配件，这种配件具有集成的饮用水过滤器。例如EP2249942B1给出了一种具有集成在配件主体中的过滤器的配件。专利文件US2014/0215709A1记载了一种在配件主体上具有单独的排出口的配件，向上指向的滤芯能够套装在所述排出口(配件)上，在所述滤芯上可以安装用于过滤后的水的单独的出水管。因此通过这种配件可以有选择地提取非饮用水和饮用水。

在WO2013/044339A1中记载的配件同样具有容纳在配件主体中的过滤器。在配件主体上设置两个出水管，由这两个出水管可以有选择地提取非饮用水和过滤后的饮用水。WO2012/029412A1也示意性地给出一种具有用于非饮用水的出水管的配件、过滤器以及从过滤器引出的单独的用于过滤后的水的出水管。

这些具有集成的饮用水过滤器的配件的缺点在于，在过滤器后面分别跟随着配件的引导水的部件，特别是如阀、管状的出水管或者在配件体中构成的水路，细菌可能在这些部件中滋生，这些细菌会污染过滤后的水。特别是在温暖的区域中，配件内部的这种细菌滋生可能会带来问题。过滤后的饮用水因此可能在过滤器之后未被察觉地受到病菌的污染。

实用新型内容

因此，本公开的目的是，提供一种用于在具有集成式饮用水过滤器的出水配件中使用的过滤插件，该过滤插件在卫生和安全性方面有所改进。

根据本公开提供的所述类型的出水配件中，在所述过滤插件上设置有形成出口的管口，所述管口构造为向外指向的颈圈，并且能够从装配侧容纳在过滤器壳体的开口中，过滤后的水能够以不与所述过滤器壳体接触的方式从所述管口自由流出。因此，根据本公开，过滤后的饮用水能够直接从过滤插件中流出和提取，从而避免了在连接在过滤插件之后的水路中发生任何细菌滋生。通过封闭的结构形式，滤芯的整个外侧面构成过滤插件“不干净的”侧面，例如在安装时滤芯的整个外侧面被抓握并且因此受到污染，而过滤插件的内腔构成其干净的侧面，并且因此避免环境影响和污染。

优选地，所述管口还包括集成式射流调节器。这种射流调节器通常设置在配件的出水管上，并且用于确保使具有所需射流特性的、必要时充气的水从出水管流出。这种射流调节器由于结构原因特别是易于发生污物积聚并且可能构成配件内部细菌滋生的源头。现在，通过将这种射流调节器与滤芯集成，构造成一次性用品，可以消除射流调节器作为细菌滋生源头，而不必舍弃由射流调节器带来的舒适性功能。

此外，所述管口可以在输送状态下通过可撕薄膜无菌地封装。在将过滤插件装入过滤器壳体时，才去除所述可撕薄膜。由此确保了过滤插件在卫生上无可挑剔的状态，因为只要过滤插件没有使用，管口作为过滤插件无菌的内侧与周围环境之间唯一的连接部位就是被封装的。

在优选的实施例中，所述过滤插件构造成圆柱形的滤芯，所述滤芯具有一个侧表面、两个相对置的端面和轴向的内腔，所述管口优选居中地设置在其中一个所述端面上。优选的，滤芯和过滤器壳体是径向对称的，特别是圆柱形的形状，因为此时可以从外部对滤芯冲流并且可以直接从过滤器的内腔提取过滤后的水。另一方面，所述滤芯背向所述管口的第二端面优选密封不透水。

活性过滤表面基本上由所述侧表面形成。所述端面优选设计成塑料成形件，所述塑料成形件通过连接腹板相互连接，所述连接腹板沿所述侧表面在轴向方向上延伸并且沿周向方向间隔设置。这种结构形式是经济的并且为过滤插件提供了稳定的支撑结构。例如，所述塑料成形件可以设计成注塑件。这种情况下，特别是具有管口和集成的射流调节器的端面可以集成在相同的注塑件中，这明显简化了制造。

滤芯的支撑结构特别是可以由两个相互连接的塑料成形件的构成为两部分。这两个成形件的连接可以是能拆卸的，优选通过卡扣连接实现，或者可以是不可拆卸的，例如通过粘接或通过超声波焊接实现。

在所述过滤插件的一个优选的结构形式中，所述活性过滤表面设有纳米多孔聚合物膜。这种纳米多孔聚合物膜具有多个在纳米级的孔隙，例如孔径为5nm至400nm的孔隙，优选为15nm至200nm。纳米多孔聚合物膜中的孔隙确保了足够的水透过性。然而，包含在水中的微粒(例如微生物杂质) 会被截留，从而使得过滤后的水是无菌的。

可以这样来制造这种纳米多孔膜：使盐(即由金属阳离子与非金属阴离子组成的无机化合物)的纳米颗粒悬浮在液态聚合物溶液中，将所述聚合物溶液涂抹到基体上，以形成薄膜，并使其发生聚合，接着利用适当的溶剂(优选水)使盐颗粒从由聚合物形成的基质中溶解出来。

所述纳米多孔聚合物膜的内侧可以附加地设置有具有活性炭的过滤层。所述活性炭用作吸附剂，用于除去在穿过纳米多孔聚合物膜之后仍存留在水中的任何残留物，例如色素、香精和气味。特别是通过活性炭层除去溶解的气体，例如氯气或臭氧，并由此明显改善过滤后的水的味道。

备选或附加地，在所述纳米多孔聚合物膜的内侧可以设置具有活性银颗粒的附加过滤层。这个过滤层通过细银颗粒(纳米银)的抗菌作用确保在过滤器中不会滋生微生物并且不会从内部污染过滤器。

最后，可以在纳米多孔的聚合物膜的外侧设置有由过滤纤维网制成的附加过滤层，所述附加过滤层作为预滤器。通过这种过滤纤维网可以截留水中较粗大的悬浮物和杂质(例如塑料微粒)，并且使得这些悬浮物和杂质不会沉积在纳米多孔聚合物膜上而堵塞纳米多孔聚合物膜。

具有所述过滤结构的过滤插件在制造上是经济的，可以非常简单地构成并使得在3bar的外部压力下仍能实现最高8l/min的高流通率。这种过滤插件实现了，能接近100％地去除悬浮物、微生物和病原体(>99％)、铁锈、塑料微粒，以及令人不适的香精和气味。

为了密封与配件侧的过滤器壳体相对的过滤插件，向外突出的环形密封件可以环绕所述管口安装。由此，过滤插件与过滤器壳体之间的密封件也可以与所述过滤插件一起自动更换，从而不会由于密封件磨损而出现泄漏，由于这种不密封性，可能会有未经过滤的水在过滤插件旁经过而到达其管口，并以这种方式可能污染过滤后的水。

此外，还提供一种具有集成式饮用水过滤器的出水配件。所述出水配件具有：配件主体，所述配件主体具有至少一个入水口；用于待过滤的饮用水的出水管，该出水管由所述配件主体分支而来；以及用于饮用水过滤器的过滤器容纳腔，该过滤器容纳腔能够由水流动通过，所述过滤器容纳腔与所述出水管以导水连接的方式连通。根据本公开，所述过滤器容纳腔由过滤器壳体形成，所述过滤器壳体设置在所述出水管背向所述配件主体的端部上，所述过滤器壳体具有向下指向的底部，在所述底部构造有开口。在所述过滤器壳体中，使用上述类型的过滤插件，所述过滤插件的向外指向的管口容纳在所述过滤器壳体的底部中的所述开口，从而使得过滤后的水能够以不与所述过滤器壳体接触的方式自由流出。

附图说明

本公开的其它优点和设计方案由下面参考附图对优选实施例的说明得出。其中：

图1示出了圆柱形的滤芯的等轴侧视图，其上连接有管口；

图2示出了图1中的滤芯的下侧的俯视图；

图3示出了图1中的滤芯的纵向剖视图，其中附加的可撕薄膜设置在管口上；

图4示出了图3中的涉及滤芯的壳体部分的卡接连接的细部X；

图5示出了用于如图1所示的滤芯中的过滤层的结构示意图；

图6示出了出水配件的等轴视图，该出水配件具有单独的用于过滤后的水的出水管，在所述出水管的端部上设置有用于容纳滤芯的过滤器壳体；

图7示出了图6中的出水配件的过滤器壳体的纵向剖视图。

具体实施方式

在图1至3中示出圆柱形的滤芯，该滤芯作为过滤插件用于过滤在出水配件中的饮用水。圆柱形的滤芯的端面由塑料制成的上壳体部分2和下壳体部分3形成，并且侧表面用作活性过滤表面并由待过滤的水从外向内穿过。上壳体部分2包括滤芯的上端面并且密封地封闭上端面。连接腹板2a从上端面引向下封闭环2b。总共四个连接腹板2a沿周向方向分布地设置。在下封闭环2b上通过卡扣连接固定形成滤芯的下端面的下壳体部分3。

上壳体部分2和下壳体部分3设计成塑料注塑件并构成用于滤芯的起稳定作用的支架。在这个支架的内部活性过滤层4设置为多层。这些活性过滤层包围轴向内腔5(见图3)，过滤后的水到达轴向内腔5中。在滤芯的底部，在下壳体部分3上形成有管口6。管口6形成出口，来自轴向内腔5的水可以从滤芯中向管口6流出。

在管口6中一体地集成有射流调节器7。射流调节器7通常设置在配件的出水管上，并且用于确保使得具有所需射流特性的、必要时充气的水从出水管流出。这种射流调节器由于结构的原因特别易于发生污物积存并且因此可能构成配件内部细菌滋生的源头。现在，通过将射流调节器与滤芯集成，构造成一次性用品，可以消除射流调节器作为细菌滋生源头，而不必放弃由射流调节器带来的舒适性功能。

此外，在下壳体部分的底部还设有密封件8。密封件8环形地隔开距离地围绕管口6设置并且用于确保，当滤芯装入配件侧的过滤器壳体中时，滤芯相对于过滤器壳体的底部是密封的。在这个实施例中，密封件8构造成双唇口的，就是说，该密封件具有两个并排设置的、向下指向的密封唇。密封件8装入滤芯的底部中的向下开口的槽中。

在该实施例中，滤芯的所述上壳体部分2和下壳体部分3通过卡扣相互卡接在一起。为此，在下壳体部分上模制有多个沿周向方向分布的卡扣钩3a，这些卡扣钩3a嵌入上壳体部分2的下封闭环2b中的周边侧的凹部中并卡锁在这里。图4以放大图示出的图3的细节X示出了上壳体部分2和下壳体部分3之间的卡扣连接。这种卡扣连接特别经济且易于建立。当然，在本公开的范围内也可以采用其它用于连接上壳体部分2和下壳体部分3的连接方式，这些连接方式同样包含在本公开中。例如各壳体部分可以通过超声波焊接材料锁合地连接。

此外，在图3中示出，由管口6形成的出口由可撕薄膜9无菌地封闭。如图3所示，可撕薄膜9通过粘合剂接缝9a密封到管口。同样，可撕薄膜9 可以与管口相焊接。可撕薄膜9防止在存放滤芯时细菌和污物进入。在将滤芯装入配件侧的过滤器壳体之前，去除可撕薄膜。滤芯现在处于随时可用状态。

在图5中示意性示出活性过滤层4的结构。最外侧的过滤层由过滤纤维网10形成。该过滤纤维网用作预滤器，用于过滤较粗大的、包含在水中的污物和悬浮物。接下来，纳米多孔聚合物膜11作为下一个过滤层。这种纳米多孔聚合物膜记载在例如专利文件WO2012/097967A1中，为了避免不必要的重复，这里引用该专利文件的全部内容。上述纳米多孔聚合物膜具有孔径在15nm至200nm的范围的孔隙。纳米多孔聚合物膜中的孔隙用于确保足够的水渗透。然而，包括在水中的微粒(例如微生物杂质、细菌、病毒或类似物)被截留，从而使得过滤后的水是无菌的。最后，在最内侧设置由活性炭组成或具有活性炭的过滤层12。这个过滤层12确保，能够吸附包含在水中的气体，如氯气或臭氧，并且由此使得经过滤层12过滤的水是无臭和无味的。过滤层12可以附加地包含银颗粒，该银颗粒起杀菌作用并由此确保，在过滤器内部不会发生细菌滋生。过滤层(过滤纤维网10、纳米多孔聚合物膜11、具有活性炭的过滤层12)包围过滤器的轴向内腔5，过滤后的水沿轴向方向向下通过由管口6形成的出口从轴向内腔5中流出。

最后，图6中示出了具有用于过滤后的水的出水管的出水配件，在该出水配件中可以使用根据本公开的滤芯作为过滤插件。在图6中示出的出水配件20包括配件主体22，该配件主体22螺纹连接在操作台或厨房水池上。出水管23从配件主体22向上弯曲延伸，该出水管23具有传统结构形式的管口23a，例如射流调节器。出水管23用作非饮用水的出口。在本公开的范围内，非饮用水可以是指如从公共供水或家庭自供水获取的热水、冷水或混合水，但这种水没有达到或不一定达到饮用水质量。

出水配件20具有两个分别用于热水和冷水的热水供给管24a、冷水供给管24b以及一个具有相应阀芯的单柄混合器25，利用该单柄混合器25可以混合所输入的热水和冷水并通过出水管23将其输出。因此，在配件主体22 内部，水路按同样本身已知的方式从热水供给管24a、冷水供给管24b引向单柄混合器25，并从这里引向出水管23。

在配件主体22的上部区域中分支出第二出水管26，在第二出水管26 的端部上设置垂直向下指向的过滤器壳体27。在分支的区域中，第二出水管 26构造成环形凸肩26a的形式，环形凸肩26a围绕向上指向的出水管23同心地定位并能绕配件主体22的中轴线枢转。用于冷水的水路在配件主体22 的内部延伸到环形凸肩26a并在这里通入在环形凸肩26a的内部形成的、在周边侧敞开的并且相对于环形凸肩26a滑动密封的环形腔，经由该环形腔，水进入第二出水管26。

过滤器壳体27构造成大致圆柱形的并且朝其底部28呈锥形地收敛。在这个锥形的底部区域8的中央存在开口28a，过滤的饮用水可以从该开口28a 输出。为此，在过滤器壳体27的上部区域中设置具有旋转的阀把手29a的阀29。如果打开这个阀29，则水经由出水管26流入过滤器壳体27的环形腔27a，穿过安装在过滤器壳体27中的滤芯的活性过滤层4并沿轴向方向经由管口6输出。

在图7中，用纵向剖视图放大示出过滤器壳体27。滤芯在下端部上具有管口6，该管口6构造为向下指向的颈圈环绕轴向内腔5的出口设置。过滤器壳体27的底部28中的开口28a的直径尺寸设计成，使得管口6穿过该开口28a并由开口28a容纳。因此，过滤后的水通过管口6流出，而不会与过滤器壳体27发生接触。

在过滤器壳体27的上部区域中，可以看到具有阀把手29a的阀29(例如截止阀)和位于其下的阀芯29b。通过旋转阀把手来操作阀芯29b的螺杆，并且阀29将来自出水管26的水路释放到过滤器壳体27中。

此外，在阀芯29b和过滤器壳体27之间还设有止回阀30，该止回阀30 具有阀体30a，阀体30a由操作销31a向上保持在其打开的位置中。继而，操作销31a又由装入过滤器壳体27中的滤芯向上保持，从而在插入滤芯并且过滤器壳体27已旋拧安装时，止回阀30是打开的。

在出水管26的端部形成有向下指向的用于过滤器壳体27的容纳座26b，容纳座26b通过螺纹或卡口连接结构不透水地固定在过滤器壳体27上。如果为了更换过滤插件1而移除过滤器壳体27，则通过水压或备选地通过(这里未示出的)关闭弹簧使阀体30a向下运动到其关闭位置中，从而水不能从出水管26流出。

在运行中，在阀29打开并且阀芯装入时，水从出水管26流入过滤器壳体27外部的环形腔27a。水从这里流动通过滤芯的活性过滤层4并进入滤芯的轴向空腔5。水从这里流动通过形成在滤芯的下侧的管口6，该管口6通过过滤器壳体27的底部28中的开口28a伸出，水从配件20的出口流出，例如流入使用者放置在配件下方的饮水器皿中。

作为附加的(可选的)功能，将电池驱动的电路33集成到阀把手29a 的阀盖中，所述电路通过多色的发光二极管34给出关于过滤插件1的状态的信息。在这个实施例中，电路33仅包括一个计时器，该计时器在更换滤芯时重置并且在滤芯预先设置的运行时间结束之后发出进行更换的提醒。然而，备选或附加地，也可以采用设置在水路中的流量计，例如以叶轮流量计的形式，从而可以根据已过滤的水量来指示更换滤芯。只要滤芯处于其设定的使用时长内，则发光二极管34闪烁绿光(例如每五秒闪烁一次)。在设定的使用时长结束之后，就是说在推荐更换滤芯时，发光二极管34的颜色变换为红色。如果更换滤芯的时限已过并且由此不再能确保过滤水的饮用质量时，则作为警告附加地提高闪烁频率，例如提高为每秒快速闪烁一次。

如上所述，滤芯的上端侧通过其上壳体部分2封闭。操作销31a在插入滤芯时支撑在上壳体部分2的上侧上，并且由该上壳体部分2保持在其上面的位置中，在该位置中，操作销31a将止回阀30保持在打开位置。滤芯下侧上的密封件8将过滤器壳体27的环形腔27a向下密封抵靠于过滤器壳体 27的底部28，从而使得从出水管26流出的水只有在通过活性过滤层4之后才能进入过滤插件1的轴向内腔5中，并且可以从这里通过设置在过滤插件上的管口6流出。

Claims (15)

1.过滤插件，用于在具有集成式饮用水过滤器的出水配件(20)中使用，其中，所述过滤插件(1)具有全侧封闭的结构，该结构具有内腔(5)和外侧的表面，所述外侧的表面的至少一部分构造为活性过滤表面，所述活性过滤表面供待过滤的水从外向内渗透，并且所述过滤插件(1)具有出口，过滤后的水能够通过所述出口从所述内腔(5)中流出，

其特征在于，在所述过滤插件(1)上设置有形成所述出口的管口(6)，所述管口(6)构造为向外指向的颈圈，并且能够从装配侧容纳在过滤器壳体(27)的开口(28a)中，过滤后的水能够以不与所述过滤器壳体(27)接触的方式从所述管口(6)自由流出。

2.根据权利要求1所述的过滤插件，其特征在于，所述管口(6)包括集成式射流调节器(7)。

3.根据权利要求1所述的过滤插件，其特征在于，所述管口(6)在输送状态下通过可撕薄膜(9)无菌地封装。

4.根据权利要求1所述的过滤插件，其特征在于，所述过滤插件构造成圆柱形的滤芯，所述滤芯具有一个侧表面、两个相对置的端面和轴向的内腔(5)。

5.根据权利要求4所述的过滤插件，其特征在于，所述管口(6)居中地设置在其中一个所述端面上。

6.根据权利要求4所述的过滤插件，其特征在于，所述滤芯背向所述管口(6)的第二端面密封不透水。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述的过滤插件，其特征在于，所述活性过滤表面由所述侧表面形成，并且所述端面设计成塑料成形件，所述塑料成形件通过连接腹板(2a)相互连接，所述连接腹板(2a)沿所述侧表面在轴向方向上延伸并且沿周向方向间隔设置。

8.根据权利要求1所述的过滤插件，其特征在于，所述活性过滤表面设有纳米多孔聚合物膜(11)。

9.根据权利要求8所述的过滤插件，其特征在于，所述纳米多孔聚合物膜(11)具有孔径为5nm至400nm的孔隙。

10.根据权利要求9所述的过滤插件，其特征在于，所述孔隙的孔径为15nm至200nm。

11.根据权利要求8或9所述的过滤插件，其特征在于，在所述纳米多孔聚合物膜(11)的内侧设置有具有活性炭的附加过滤层。

12.根据权利要求8所述的过滤插件，其特征在于，在所述纳米多孔聚合物膜(11)的内侧设置有具有活性银颗粒的附加过滤层。

13.根据权利要求8所述的过滤插件，其特征在于，在所述纳米多孔聚合物膜(11)的外侧设置有由过滤纤维网制成的附加过滤层，该附加过滤层作为预滤器。

14.根据权利要求1所述的过滤插件，其特征在于，向外突出的环形密封件(8)环绕所述管口(6)安装。

15.出水配件，所述出水配件(20)用于输出过滤后的饮用水且具有：配件主体(22)，所述配件主体(22)具有至少一个供给管；用于待过滤的饮用水的出水管(26)，该出水管(26)由所述配件主体(22)分支而来；以及用于饮用水过滤器的过滤器容纳腔，该过滤器容纳腔能够供水流动通过，所述过滤器容纳腔与所述出水管(26)以导水连接的方式连通，

其特征在于，所述过滤器容纳腔由过滤器壳体(27)形成，所述过滤器壳体(27)设置在所述出水管(26)背向所述配件主体(22)的端部上，所述过滤器壳体(27)具有向下指向的底部(28)，在所述底部(28)中构造有开口(28a)，以使得根据权利要求1-14中任意一项所述的过滤插件插入所述过滤器容纳腔中，并且所述过滤插件向外指向的管口(6)容纳在所述过滤器壳体(27)的底部(28)的所述开口(28a)中，从而使得过滤后的水能够以不与所述过滤器壳体(27)接触的方式自由流出。

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